Главная

 

Влияние тонкодисперсных минеральных наполнителей на прочность цементных бетонов (обзор)

 

Аннотация

Данный литературный обзор освещает современные представления о влиянии тонкодисперсных минеральных наполнителей (ТМН) на прочность цементных бетонов.

 

Изучению влияния тонкодисперсных минеральных наполнителей на структуру и свойства цементного камня и бетона посвящено большое число работ в нашей стране и за рубежом. Сегодня общепризнано, что введение минеральных наполнителей в качестве самостоятельной составляющей бетонных и растворных смесей является одним из существенных резервов повышения экономичности цементных композиций по стоимости и расходу цемента и улучшения их строительно-технологических свойств.

Однако, среди ученых нет единого мне­ния по механизму влияния минеральных наполнителей высокой дисперсности на структуру и свойства цементного камня и цементных бетонов. В частности, в послед­нее время активно дискутируется вопрос о природе так называемого «эффекта микро­наполнителя», который выражается в по­вышении прочности при введении в бетон инертных тонкодисперсных минеральных наполнителей, а также может являться час­тью эффекта гидравлически активных на­полнителей.

Согласно Высоцкому С.А. [7] к мине­ральным наполнителям для бетонов, а также для вяжущих материалов относятся природ­ные и техногенные вещества в дисперсном состоянии, преимущественно неорганическо­го состава, не растворимые в воде (основное отличие от химических добавок) и характе­ризуемые крупностью зерен менее 0,16 мм (основное отличие от заполнителей).

Обычно в качестве наполнителей ис­пользуют побочные продукты различных производств. К таким производствам, где объем побочных продуктов достигает мил­лионов тонн в год, относятся тепловые электростанции, использующие в качестве топлива уголь или рисовую шелуху, а также металлургические печи, выпускающие чугун, сталь, ферросилиций и ферросплавы.

Рассмотрим факторы, которые считают­ся основными при оценке влияния тонкодисперсных минеральных наполнителей на свойства цементного камня и бетона и, в частности, на прочность. Они связаны, как пишет Рамачандран В.С. [14], либо с фи­зическим эффектом, который проявляется в том, что мелкие частицы обычно имеют бо­лее тонкий гранулометрический состав, чем портландцемент, либо с реакциями активных гидравлических составляющих.

Как уже было сказано, существует не­сколько точек зрения о природе «эффекта микронаполнителя».

Согласно одной из них, микронаполняющий эффект проявляется при увеличении объемной концентрации тонкодисперсного наполнителя, приводящее к снижению пори­стости цементного камня в бетоне.

Введение наполнителей в бетонные смеси производится двумя принципиально различными способами: наполнитель вво­дится по объему взамен части цемента (со­держание дисперсных частиц в смеси не ме­няется) и взамен части мелкого заполнителя - кварцевого песка (вся вводимая добавка идет на увеличение содержания дисперсных частиц в смеси). Имеются также промежуточ­ные варианты, когда добавка частично заме­няет цемент, а частично - песок. При этом пуццолановая активность проявляется при любых способах введения добавок, микронаполняющий эффект, лишь при росте содер­жания дисперсных частиц в смеси, считает Зоткин А.Г. [9].

Но при высокой степени наполнения по­сле достижения его максимума происходит уменьшение прочности бетонов, несмотря на продолжающееся снижение пористости цементного камня, вследствие, по [9], ухуд­шения сцепления наполненного цементного камня с заполнителем.

Власов В.К. [6] считает однако, что увеличение количества наполнителя выше оптимального приводит к разбавлению це­ментного камня наполнителем, к нарушению непосредственных контактов между грану­лами клинкера и уменьшению прочности. При оптимальном количестве минерального наполнителя в бетоне структура цементного камня характеризуется оптимальным на­сыщением цемента наполнителем. Нагляд­ным критерием этого состояния является достижение максимально плотной упаковки частиц в тесте, если частицы наполнителя значительно мельче частиц цемента, или до­стижение максимального насыщения цемен­та наполнителем без образования контактов частиц наполнителя между собой, если ча­стицы наполнителя и цемента соизмеримы.

Такого же мнения придерживается Каприелов С.С. [12], который пишет, что в смешанной системе цемента с ультради­сперсным материалом важно, чтобы частицы ультрадисперсного материала не обволаки­вали поверхность новых фаз и не препят­ствовали образованию контактов срастания между кристаллогидратами. Это условие, пишет он далее, может быть соблюдено при оптимизации объемной концентрации ультрадисперсного материала в смешанной системе с учетом гидравлической актив­ности микронаполнителя. Для инертного микронаполнителя оптимальной дозировкой может быть объем, сопоставимый с объ­емом капиллярных пор и необходимый для заполнения соответствующих пустот, а также уплотнения структуры.

Эффект заполнения пустот является фи­зическим фактором и наблюдается незави­симо от гидравлической активности ультра­дисперсного материала. Однако увеличение дозировки сверх объема указанных пор в зависимости от гидравлической активности может привести к противоположным резуль­татам. Приведенные Каприеловым С.С. [12] экспериментальные данные показывают, что при повышенном объемном содержании инертного микронаполнителя эффект за­полнения пустот и уплотнения структуры не может компенсировать негативного воздей­ствия микронаполнителя на контакты сра­стания, поэтому прочность снижается.

Существует также мнение [21, 22, 26], что в основе «эффекта микронаполнителя» лежит свойство частиц тонкодисперсных наполнителей выполнять роль центров кри­сталлизации, т.е. ускорять начальную ста­дию химического твердения.

Так, исследования проведенные Ларби Ж.А. и Бижен Ж.М. [21] на цемент­ном тесте с добавкой 20% кремнеземистой пыли (19300 см2/г, 95% SiO2) показали, что кремнеземистая пыль - побочный продукт производства ферросилиция ускоряет ги­дратацию портландцемента и шлакопортландцемента уже в первые часы после затворения, когда кремнеземистая пыль яв­ляется химически инертным наполнителем. На высокодисперсных субмикроскопических частицах кремнеземистой пыли происходит осаждение продуктов гидратации, причем эти частицы служат центрами нуклеации и кристаллизации. Через 1 сут гидратационного процесса на поверхности частиц про­исходит хемосорбция OH-, Ca2+, K+, Na+ из жидкой фазы, что препятствует образованию кристаллизации эттрингита, а через 3 сут на­чинается пуццолановая реакция.

Этими же авторами в работе [22] про­водились исследования цементного теста с добавлением высокодисперсного песка. Установлено, что при повышении дисперсно­сти песка и росте его содержания в компози­ции скорость выделения Ca(OH)2 повышается. Это объяснено тем, что частицы песка служат подложкой для кристаллизации Ca(OH)2 из поровой жидкости. При росте водосодержания композиций перемещение ионов Ca2+ и OH- к поверхности частиц песка облегчается, что приводит к интенсификации процесса об­разования и роста кристаллов Ca(OH)2.

Явление повышения прочности вяжу­щих при введении в их состав микронапол­нителей, Красный И.М. [11], помимо ги­дравлической активности, также объясняет образованием наиболее мелкими зернами микронаполнителя (коллоидных размеров) центров кристаллизации в контактной зоне цемента. В отличие от авторов указанных выше публикаций, исследовавших главным образом образцы цементного камня, им про­ведены экспериментальные исследования прочностных свойств бетонов на вяжущих, включающих тонкодисперсные компоненты - золу Ступинской ТЭЦ с удельной поверх­ностью 3440 см2/г и содержанием 1,8% CaO; золу Новосибирской ТЭЦ с удельной по­верхностью 4800 см2/г и содержанием 26,8% CaO; диатомит Уренгойского месторождения и молотый речной песок с удельной поверх­ностью около 4000 см2/г.

Обнаружено, что при введении молотого песка и золы Ступинской ТЭЦ в мелкозерни­стые и обычные тяжелые бетоны в оптималь­ном количестве, их прочность увеличивается в 1,4...1,8 раза (при постоянном водоцементном отношении). А при введении в бетоны золы Новосибирской ТЭЦ и диатомита, их прочность возрастает в 1,9...2,6 раза даже при одновременном значительном увеличе­нии водоцементного отношения. Хотя про­веденные им опыты свидетельствуют о том, что смесь извести с молотым речным песком состава 1:3 в нормальных условиях не твер­деет, а с золой Ступинской ТЭЦ - обладает незначительной прочностью (1,1 МПа). И лишь при пропаривании образцов с добав­кой золы Новосибирской ТЭЦ прочность их составляет 13,2 МПа. Объяснить «эффект микронаполнителя» за счет только гидрав­лической активности невозможно, по причи­не значительного роста прочности бетонов (18,3...47,4 Мпа)

В целях уточнения сущности «эффекта микронаполнителя», Власовым В.К. [5] про­веден анализ описанных выше результатов исследований Красного И.М., и высказано несколько замечаний.

В частности, Власов В.К. [5] считает, что «эффект микронаполнителя» невозможно объяснить образованием дополнительных центров кристаллизации, поскольку непо­средственное их действие заключается в ускорении начальной стадии химического твердения, а многочисленные исследования и практика показывают, что у бетонов с такой добавкой, как зола ТЭС, темп роста прочно­сти в начальные сроки твердения ниже, чем без золы, а в более поздние - выше.

Автор работы [5] критикует также выяв­ленную Красным И.М. связь водоцементного отношения и среднего расстояния между частицами цемента с количеством микрона­полнителя, вводимого в ряде случаев за счет замены части цемента, а в ряде случаев - за счет замены части мелкого заполнителя.

Проведенные Власовым В.К. [5] соб­ственные экспериментальные исследования по введению в бетоны тонкодисперсных до­бавок - золы гидроудаления ТЭС-12 г.Москва с удельной поверхностью 2950 см2/г; высоко­кальциевой золы-уноса от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна с удельной поверхностью 4814 см2/г и молотого кварце­вого песка с удельной поверхностью 1198 см2/г, позволили автору сделать вывод о том, что в основе «эффекта микронаполнителя» лежат как химические процессы (взаимодей­ствие с продуктами гидратации цемента), так и физико-химические явления (влияние по­верхностной энергии частиц добавок и др.).

Крекшиным В.Е. в работе [10] также установлено, что тонкодисперсные фракции песка (< 0,14 мм) обладают высокой поверх­ностной активностью.

В зависимости от природы и степени дисперсности поверхностная активность ча­стичек наполнителя на начальных стадиях структурообразования может быть больше, меньше или равна поверхностной активно­сти элементарных структурных элементов цемента. В связи с этим, и его роль в форми­ровании структуры может быть различной, т.е. частички наполнителя могут быть как активными центрами, вокруг которых группи­руются элементарные структурные элемен­ты цемента, образуя по Выровому В.А. и Соломатову В.И. [15] кластеры смешан­ного типа «вяжущее-наполнитель» (Ff/Fc>1), так и самостоятельными источниками обра­зования собственных кластеров (Ff/Fc<1), где Ff и Fc - поверхностная активность частиц наполнителя и цемента.

В присутствии тонкодисперсных напол­нителей происходит упрочнение контактной зоны между цементным камнем и заполни­телем в бетонах.

Этот вывод делается в работах [14,1­7,19] на основе экспериментальных дан­ных. Рамачандран В.С. [14] пишет, что в нормальных портландцементных бетонах зона контакта обычно менее плотная, чем массивное тесто, и включает большое ко­личество пластинчатых кристаллов гидроксида кальция, у которых продольная ось перпендикулярна поверхности заполнителя. Следовательно, она более подвержена об­разованию микротрещин при растягиваю­щих усилиях, возникающих при изменениях обычных условий температуры и влажности. Таким образом, контактная зона из-за своей структуры является наиболее слабой зоной в бетоне и поэтому оказывает большое вли­яние на его прочность.

В работе [17] на компьютерной модели микроструктуры контактной зоны, изучено влияние на контактную зону минеральных наполнителей, например, кремнеземистой пыли и золы-уноса. На основе статистиче­ского анализа данных показано, что введе­ние инертных наполнителей в количестве <10% в бетонные смеси с В/Ц>0,4, практиче­ски не влияет на микроструктуру контактной зоны (кроме смесей с повышенным водоотделением).

Введение пуццолановых наполнителей в значительной степени снижает (но не исклю­чает) капиллярную пористость контактной зоны за счет резкого уменьшения общего со­держания Сa(OH)2. В то же время рост содер­жания CSH(1) в непосредственной близости от поверхности заполнителя положительно сказывается на свойствах контактной зоны. В связи с этим отмечается положительное влияние на микроструктуру контактной зоны введение сравнительно небольшого коли­чества минерального наполнителя с высо­кой реакционной способностью, например, кремнеземистой пыли.

При экспериментальном исследова­нии Пьер-Клодом А. [28] влияния добавки кремнеземистой пыли на поверхность раз­дела заполнителя и цементного камня в особовысокопрочном бетоне на речном гра­вии, установлено, что в промежуточной зоне между заполнителем и цементной матрицей в бетоне, не содержащем кремнеземистой пыли, наблюдается тонкий поризованный слой, в порах которого обнаружены эттрингит и СН; такой слой отсутствует в бетоне с добавкой кремнеземистой пыли, где СSH(1) непосредственно контактирует с гравийным заполнителем.

Рассмотрим влияние активных гидравли­ческих составляющих тонкодисперсных на­полнителей на прочность цементных систем.

На стадии структурообразования, ког­да количество гидратных новообразова­ний и необратимых контактов срастания между ними увеличивается настолько, что цементная система обретает структурную прочность, важное значение приобретают химические процессы, приводящие к суще­ственному изменению фазового состава це­ментной связки в бетонах и растворах. Эти изменения заключаются в смещении балан­са между первичными кристаллогидратами (портландит Ca(OH)2 и высокоосновные ги­дросиликаты кальция CSH(2)) и вторичными, более устойчивыми мелкокристаллическими гидратами (низкоосновные гидросиликаты кальция CSH(1)) в сторону последних.

В цементных системах, содержащих ги­дравлически активные минеральные напол­нители, происходит образование при твер­дении дополнительного количества CSH(1) за счет взаимодействия Ca(OH)2 c активным кремнеземом или алюмосиликатом напол­нителя. Следствием этих процессов явля­ется образование дополнительных фазовых контактов (контактов срастания между кри­сталлогидратами) и увеличение плотности цементного камня, что определяет высокую прочность цементной системы.

Исследование микроструктуры бетона с низким исходным В/Ц=0,24 и добавкой аморфизированной кремнеземистой пыли в количестве 6% в работе Шендипа С. [27], показало отсутствие крупных пластинчатых кристаллов Са(ОН)2 и игольчатых кристал­лов эттрингита, высокую плотность цемент­ной матрицы. Такая структура обусловлива­ет высокую прочность бетона как в ранние (38 МПа через 1 сут), так и в поздние (113 МПа через 91 сут) сроки твердения. Пуццолановая активность кремнеземистой пыли проявляется уже на ранних стадиях, однако скорость ее взаимодействия с Са(ОН)2 не­сколько снижается вследствие малого водосодержания системы. Это подтверждается также данными исследований, приведенны­ми в работах [14,21]. При этом отмечается, что с увеличением удельной поверхности тонкодисперсных минеральных наполнителей прочность бетона возрастает.

Многие авторы [10,24] объясняют это тем, что помол наполнителей способствует увеличению их активности в цементных си­стемах.

Так, помол золы-уноса до удельной по­верхности 4000...6000 см2/г по Блейну обе­спечивает разрушение агломератов зольных частиц, обнажает активные поверхности стекловидных глобулитов пишут авторы [29], что способствует повышению активности зол в цементных системах.

Опоски Л. [25] приводит данные по тонкому измельчению гранулированного до­менного шлака. Установлено, что в процессе помола снижается степень полимеризации силикатного и алюминатного каркаса «шлако­вого стекла», и одновременно с этим часть ио­нов алюминия переходит из тетраэдрической в октаэдрическую координацию, характе­ризующуюся более слабой связью. «Квази­кристаллические» компоненты (акерманит, геленит) под влиянием тонкого измельчения переходят в термодинамически метастабиль-ное рентгено-аморфное состояние. В резуль­тате этих изменений значительно повышает­ся гидравлическая активность шлака.

Но тонкодисперсные минеральные наполнители могут оказывать влияние на прочностные качества бетона не только прямо, но и косвенно через снижение водопотребности на стадии приготовления бетон­ной смеси, считают многие авторы.

Рамачандран В.С. [14] пишет, что вве­дение тонких частиц минеральных добавок, обычно имеющих размеры 1...20 мкм, долж­но усиливать влияние портландцементных зерен на снижение пористости в бетонной смеси, что снижает потребность в воде для получения бетона заданной консистенции. Берри Е.Е. и Мальхотра В.М. [66], было установлено, что замена 30% цемента зо­лой-уносом снижает водопотребность на 7% при постоянной осадке конуса. При использо­вании трех видов золы-уноса с различными размерами частиц было отмечено снижение водопотребности на 5...10% в растворах рав­ной консистенции при добавлении 33, 67, или 133% золы-уноса от массы цемента [23].

Данилович И.Ю. [8] утверждает, что при введении в бетон взамен части цемента золы-уноса ТЭС, состоящей из сферических частиц с гладкой остеклованной фактурой поверхности, подвижность бетонной смеси возрастает, благодаря уменьшению вну­треннего трения бетонной смеси. Причем, чем дисперснее зола, а следовательно, чем больше в ней остеклованных шарообразных частиц, тем большее пластифицирующее действие оказывает она на бетонную смесь.

Увеличение подвижности бетонной сме­си при замене части цемента золой-уносом ТЭС можно также объяснить следующим. При введении золы вместо цемента объем теста вяжущего в бетоне увеличивается, так как замена цемента золой производится по массе, а плотность золы значительно мень­ше плотности цемента. Увеличение же объ­ема теста вяжущего (цементно-зольного те­ста), при прочих равных условиях, приводит к увеличению подвижности бетонной смеси, считает Данилович И.Ю. [8].

Авторы работы [1] приводят данные по смешанному вяжущему включающему 68...73% портландцементного клинкера и 27...32% добавки летучей золы сланца-ку­керсита с удельной поверхностью 3200...40­00 см2/г и содержанием свободной извести 7...10%. Водопотребность данного вяжущего снижается с 0,36 до 0,34 при увеличении со­держания золы сланца-кукерсита.

Исследования по использованию в ка­честве пластификатора гранулированного доменного шлака, размолотого до частиц различных размеров, удельная поверхность которых составляет от 5080 до 6080 см2/г по Блейну, показывает, что снижение водо-потребности, требуемой для стандартного расплыва (ASTM C109), примерно на 6,4% возможно для большого количества смесей портландцемента со шлаком, содержащих от 40 до 65% шлака, замещающего цемент [20].

Не все минеральные наполнители снижа­ют водопотребность. Например, многие ис­следователи установили, что использование крупнозернистой золы-уноса или золы-уно­са с высокими потерями при прокаливании (обычно 10% и более) скорее увеличивает, чем снижает водопотребность. Согласно Рамачандрану В.С. [14], это происходит только в том случае, когда в золе-уносе при­сутствуют значительные количества ячеи­стых частиц кокса, обычно имеющих боль­шой размер (100 мкм).

Данилович И.Ю. [8] объясняет это высо­ким водопоглощением таких частиц. Измель­чение подобных зол приводит к уменьшению пористости частиц, а следовательно, к сниже­нию водопоглощения золы. Так, измельчение крупнодисперсной золы Архангельской ТЭЦ, имеющей удельную поверхность 1320 см2/г, до 2900 и 5600 см2/г, привело к снижению водовяжущего отношения в бетоне с 0,65 соот­ветственно до 0,60 и 0,58.

Таким же образом, некоторые виды высо­кокальциевой золы-уноса могут содержать значительные количества C3A, что приводит к увеличению водопотребности из-за потери консистенции, вызванной быстрым образо­ванием гидроалюмината кальция или гидро-сульфоалюмината.

Для минеральных наполнителей, имею­щих частицы чрезвычайно малых размеров или высокую площадь поверхности (белая сажа или зола рисовой шелухи), количество воды, требуемой для нормальной консистен­ции, увеличивается почти прямопропорционально содержанию в массе цемента, счита­ет Рамачандран В.С. [14].

Автор работы [3], однако, ставит под со­мнение предыдущие утверждения о том, что минеральные наполнители могут являться пластификаторами. Он считает, что это мне­ние ошибочно, и минеральными пластифика­торами служат только те вещества, которые диспергируются при их получении до колло­идного состояния. Из минеральных веществ ни молотый песок, ни шлак, ни известняк или даже зола пластификаторами быть не могут, так как никакое механическое измельчение не обеспечивает их переход в коллоидное состояние. Ссылаясь на принципы физико-химической механики по Ребиндеру П.А., он утверждает, что чем выше степень дис­персности, тем больше воды удерживается на поверхности частиц и тем выше пластич­ность дисперсной фазы. Проведенные им исследования показали, что минеральными пластификаторами могут служить только шламы - смесь частиц коллоидно-молеку­лярного и ионного размера, образованных в результате химических реакций (выпадение осадка из раствора).

Баженов Ю.М. [4] подтверждает, что частицы коллоидных размеров создают на своей поверхности сольватную оболочку, со­стоящую из воды, адсорбционно связанной на поверхности твердой фазы, что придает им смазочные функции, облегчая скольже­ние твердых частиц одна по другой за счет действия отталкивающих сил и образования ориентированными молекулами воды пло­скостей скольжения по местам более слабых водородных связей. Но бетонная смесь со­держит частицы различных размеров, пишет далее Баженов Ю.М. [4], и мельчайшие ча­стицы, осаждаясь и прилипая к поверхности более крупных зерен, теряют подвижность, и для ее увеличения необходимо введение дополнительного количества воды, что при­водит к увеличению водопотребности.

Каприелов С.С. [12] также считает, что на частицах ультрадисперсных материалов образуется слой адсорбционно связанной воды, по объему сопоставимый с объемом частицы. Таким образом, пишет он далее, количество свободной воды, предопределя­ющей текучесть, сокращается на величину, сравнимую с объемом ультрадисперсного материала, а вязкость системы соответ­ственно повышается по мере увеличения в ней объемной концентрации микронаполни­теля. Но с другой стороны, адсорбционная пленка уменьшает межмолекулярное вза­имодействие твердой фазы и, снижая силу сцепления между частицами на два порядка [16], ослабляет коагуляционные контакты, придавая им обратимый характер. Поэтому смешанная система с ультрадисперсным ма­териалом из-за ослабленных коагуляционных контактов при получении вибрационного импульса разжижается. После прекращения вибрационного воздействия коагуляционные контакты восстанавливаются, система может быстро структурироваться и снова становиться вязкой, что является признаком тиксотропности.

Данные экспериментов Каприелова С.С. [12] показали, что при дозировке уль­традисперсного материала в количестве до 5% массы цемента вязкость системы суще­ственно не увеличивается, поэтому для обе­спечения необходимой текучести суспензий не требуется дополнительного количества воды затворения.

Возможно, считает он, это связано с тем, что при невысоких дозировках микронапол­нителя создается баланс между факторами, влияющими на текучесть: сокращение объ­ема свободной воды в системе и незначи­тельное увеличение количества коагуляционных контактов компенсируется слабостью этих контактов из-за оболочки адсорбционно связанной воды вокруг частиц. Повышенные дозировки ультрадисперсного материала уже приводят к увеличению водопотребности, величина которой зависит от удельной поверхности микронаполнителя и его объем­ного содержания в системе.

Авторами работы [2] приводится еще одна точка зрения по механизму влияния тонкодисперсных минеральных наполнителей на прочность цементных бетонов. Ее сущность заключается в том, что тонкодисперные наполнители оказывают влияние на дифференциальную пористость цементного камня, характеризующейся разноразмерностью пор (фактор многоранговости пори­стости) и неоднородностью их распределе­ния в объеме.

Гранулы наполнителя, размещаясь меж­ду частицами цемента, существенно кор­ректируют исходную дифференциальную пустотность водовяжущей пасты в сторону меньших по размеру пустот, что обуслов­ливает формирование цементного камня с меньшими размерами капиллярных пор, дис­пергированной капиллярной пористостью по сравнению со структурой без наполнителя.

В работе Ольгинского А.Г. [13] отме­чается, что помимо влияния на прочностные характеристики цементных систем, добавки тонкодисперсных минеральных наполните­лей, в частности пылевидных отходов дро­бления каменных материалов (гранит, пес­чаник, известняк, кристаллический сланец), повышают водо- и коррозионную стойкость, уменьшают водопоглощение и усадку бето­на. Объясняется это формированием более плотной структуры цементных бетонов.

 

Выводы

 

Как показал анализ литературных источ­ников, среди ученых нет единого мнения по механизму влияния тонкодисперсных минеральных наполнителей высокой дисперс­ности на структуру и свойства цементных бе­тонов. В литературе выделяются несколько основных факторов положительного влияния тонкодисперсных минеральных наполнителей на структуру и физико-механические характеристики цементных композиций:

- снижение общей пористости цемент­ного камня в бетоне при увеличении объемной концентрации и дисперсности наполнителя;

- связывание гидроксида кальция Са(ОН)2 кристаллогидратной связки аморфизированным кремнеземом SiO2 пуццолановых наполнителей, повышение пуццоланической активности наполнителя при его тонком измельчении;

- ускорение начальной стадии химиче­ского твердения цементных систем с частицами наполнителя, служащими центрами кристаллизации;

- образование кластеров «вяжущее-наполнитель» за счет высокой поверхност­ной энергии частиц наполнителя;

- упрочнение контактной зоны между цементным камнем и заполнителями в бетонах;

- снижение водопотребности бетонных смесей рядом наполнителей разной минералогической природы и дисперс­ности;

- упрочнение бетонов путем снижения дифференциальной пустотности ис­ходной водовяжущей пасты в сторону меньших по размеру пустот при раз­мещении гранул наполнителя между частицами цемента, что обусловливает формирование цементного камня с меньшими размерами капиллярных пор.

 

Список использованной литературы

 

1. А.с.798065 СССР. Вяжущее /В.Х.Кикас, Э.И. Пиксарв, Л.В.Раадо, И.А.Лаул, А.А.Хайн. -Опубл.в Б.И. -1991. -№3.

2. Аспекты формирования высокопрочных и долговечных цементных связок в технологии бетонов /Бабков В.В., Каримов И.Ш., Комохов П.Г.// Известия ВУЗов. Стр-во. -1996. -№4. -С.41-48.

3. Аль-Джунейд И. Улучшение качества цементных композиций добавками шламовых промышленных отходов: Дис....канд. техн. наук: 05.23.05 -Защищена 25.03.94; Утв. 22.06.94; -Самара., 1994. -145 с. -Библиогр.: С.29-30.

4. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учеб. пособие -М.: Высш. шк., 1987. -415 с.: ил.

5. Власов В.К. Механизм повышения прочности бетона при введении микронаполнителя //Бетон и железобетон. -1988. -№10. -C.9-11.

6. Власов В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками //Бетон и железобетон. -1993. -№4. -С.10-12.

7. Высоцкий С.А. Минеральные добавки для бетонов //Бетон и железобетон. -1994. -№2. -С.7-10.

8. Данилович И.Ю., Сканави Н.А. Использование топливных шлаков и зол для производства строительных материалов. -М.: Высш. шк., 1988.-72 с.

9. Зоткин А.Г. Микронаполняющий эффект минеральных добавок в бетоне//Бетон и железобетон.-1994.-№3.-С.7-9.

10. Крекшин В.Е. О влиянии тонкодисперсных фракций песка на микроструктуру бетона //Соверш. стр-ва назем. обьектов нефт. и газ. пром-сти. Сб.науч.трудов НПО «Гидротрубопровод». -М., 1990. -С.23-26.

11. Красный И.М. О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителей //Бетон и железобетон. -1987. -№5. -С.10-11.

12. Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов //Бетон и железобетон, -1995. -№6. -С.16-20.

13. Ольгинский А.Г. Пылеватые минеральные добавки к цементным бетонам //Строительные материалы и конструкции, -1990. -N3. -С.18.

14. Рамачандран и др. Добавки в бетон: Справ. пособие /В.С.Рамачандран, Р.Ф.Фельдман, М.Коллепарди и др.; Под ред. В.С.Рамачандрана. -М.: Стройиздат, 1988. -С.168-184.

15. Соломатов В.И. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции повышенной материалоемкости. Киев: Будивельник, 1991. -144 с., ил.

16. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. -М.: Химия, 1980. -320 с.:ил.

17. Bendz Dale P., Garfodzi Edward J. Simulation studies of the effects of mineral admixtures on the cement paste-aggregate interfacial zone //ACI Mater. J.. -1991. -V88. -№8. -pp.518-529.

18. Berry E.E., Malhotra V.M. Fly Ash for Use in Concrete - A Critical Review //ACI Journal. -1982. -V2. -№3. -pp. 59-73.

19. Feng Nai-Qian, Li Gui-Zhi, Zang Xuan-Wu. High-strength and flowing concrete with a zeolitic mineral admixture //Cem., Concr., and Aggreg. -1990. -V12. -№2. -pp.61-69.

20. Hogan F.J., Meusel J.W. Evaluation for Durab-ility and Strength Development of a Ground Granulated Blast Furnace Slag // Cements, Concrete and Aggregates. -1981. -V3. -№1. -pp.40-52.

21. Larbi J.A., Bijen J.M. The chemistry of the pole fluid of silica fume-blended cement systems //Cem. and Concr. Res. -1990. -V20. -№4. -pp.506-516.

22. Larbi J.A., Bijen J.M. Effect of water-cement ratio, quantity and fineness of sand on the evolution of lime in set portland cement systems //Cem. and Concr. Res. -1990. -V20. -№5. -pp.783-794.

23. Lane R.O., Best J.F. Properties and Use of Fly Ash in Portland Cement Concrete //Concrete International. -1982. -V4. -№7. -pp.81-92.

24. Matsufuji Y., Kohhata H., Harada S. Прочностные характеристики растворов содержащих сверхтонкие частицы. //Semento konkurito ronbunshu = CAJ Proc. Cem. and Concr. -1991. -№45. -C.264-269.

25. Opoczky L. Kohosalak mechanicai akti-valasa finomorlessel //Epitoanyag. -1990. -V42. -№3. -pp.81-84.

26. Roberts L.R., Grace W.R. Microsilica in concrete.1 //Mater. Sci. Concr.1. -Westerville (Ohio), 1989. -pp.197-222.

27. Sarсar Shondeep L. Microstrukture of a very low water/cement silica fume concrete //Microscope -1990. -V38. -№2. -pp.141­152.

28. Sarcar Shondeep L., Diatta Yaya, Autcin Pierre-Claude. Microstructural study of aggregate /hydrated paste interface in very high strength rivel gravel concretes //Bond. Cementitious Compos.: Symp., Boston, Mass., Dec.2-4, 1987. -Pittsburgh. -1988. -pp.111-116.

29. Xu Ziyi, Liu Linzhy. Research on superfine flyach and its activity //Proc. Beijing Int. Symp. Cem. and Concr., Beijing, May 14-17, 1985. Vol.1. -Beijing. -1986. -pp.493-507.

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Прикладная механика  Детали машин  Теория машин и механизмов